Projets et candidats lauréats

La thérapie antirétrovirale (ART) supprime efficacement la réplication du VIH mais ne permet pas d’éradiquer les cellules infectées, entraînant un rebond viral rapide lors de l’interruption du traitement. Toutefois, un sous-groupe d’individus est capable de maintenir un contrôle viral durable en l’absence de traitement, démontrant que la rémission du VIH peut être obtenue grâce aux mécanismes immunitaires de l’hôte plutôt que par une élimination complète du virus. De nombreuses données issues de l’étude des contrôleurs du VIH et des modèles d’infection par le virus de l’immunodéficience simienne (SIV) impliquent les lymphocytes T CD8⁺ spécifiques du VIH-1 comme des médiateurs clés de ce contrôle. De manière importante, l’immunité protectrice est associée aux caractéristiques qualitatives des lymphocytes T CD8⁺, telles que la capacité proliférative, la fonction effectrice cytotoxique et la différenciation de type mémoire, plutôt qu’à l’ampleur globale de la réponse. Ces cellules sont capables de se multiplier tout en réacquérant des fonctions effectrices.

Des travaux récents de nos équipes montrent que, chez une fraction des personnes vivant avec le VIH (PVVIH), y compris les contrôleurs post-traitement ou les individus sous ART à long terme, les lymphocytes T CD8⁺ spécifiques du VIH acquièrent des propriétés de type « stem-like », suggérant que le destin des lymphocytes T CD8⁺ demeure malléable dans certaines conditions. Ces observations suggèrent que certaines PVVIH pourraient conserver la capacité de générer ou de reprogrammer des réponses effectrices de lymphocytes T CD8⁺ spécifiques du VIH si elles sont stimulées de manière appropriée. Notre projet vise à apporter une preuve de concept pour l’induction interventionnelle de lymphocytes T CD8⁺ spécifiques du VIH-1 efficaces chez des PVVIH traitées, en adaptant les stratégies à différents contextes immunologiques, avec un potentiel translationnel direct pour le contrôle du VIH-1 après interruption de l’ART.

Les objectifs de ce projet sont triples. Premièrement, nous caractériserons de manière systématique le paysage fonctionnel des lymphocytes T CD8⁺ spécifiques du VIH-1 chez des PVVIH sous ART, stratifiées selon le moment d’initiation du traitement et sa durée. À partir de cellules mononucléées du sang périphérique (PBMC) issues de cohortes cliniques bien caractérisées, les lymphocytes T CD8⁺ spécifiques du VIH seront quantifiés et analysés fonctionnellement ex vivo par expansion induite par peptides et par cytométrie en flux multiparamétrique.

Deuxièmement, nous mettrons en œuvre des approches d’immunomonitoring approfondies chez des PVVIH traitées afin d’identifier des biomarqueurs associés à des réponses efficaces de lymphocytes T CD8⁺ spécifiques du VIH. Ces travaux permettront d’apporter de nouveaux éclairages sur les mécanismes impliqués dans l’induction et le maintien d’une immunité T CD8⁺ capable de contrôler le virus, et faciliteront l’identification et la stratification des PVVIH éligibles à des interventions immunitaires personnalisées.

Troisièmement, nous définirons, au moyen d’expérimentations in vitro, des stratégies de priming et de boosting dépendantes d’adjuvants, adaptées à différents scénarios immunologiques, notamment la présence, l’absence ou la dysfonction de lymphocytes T CD8⁺ spécifiques du VIH préexistants. Des systèmes de stimulation in vitro basés sur différents scénarios seront utilisés pour disséquer les exigences nécessaires au priming de novo ou aux réponses de rappel, notamment par l’utilisation d’agonistes de l’immunité innée tels que des ligands de STING et des récepteurs Toll-like (TLR). Nous évaluerons également des plateformes vaccinales cliniquement pertinentes à base d’ARNm encapsulé dans des nanoparticules lipidiques (ARNm-LNP) codant des antigènes du VIH, avec ou sans composants immunomodulateurs, afin d’analyser leur capacité à induire des réponses efficaces de lymphocytes T CD8⁺ spécifiques du VIH.

Dans son ensemble, ce projet vise à établir un cadre rationnel pour la conception d’immunothérapies de nouvelle génération destinées à favoriser une rémission durable du VIH chez des PVVIH sous ART bien caractérisées.

L'infection chronique par le virus de l'hépatite D (VHD) est la forme la plus grave d'hépatite virale chronique, entraînant une progression rapide vers la cirrhose et augmentant considérablement le risque de carcinoma hépatocellulaire (CHC). Le VHD est un virus défectif qui dépend principalement du virus de l'hépatite B (VHB) pour se répliquer, la co-infection aggravant considérablement les conséquences cliniques du VHB. Comme le VHD dépend presque entièrement du mécanisme cellulaire de l'hôte, les stratégies ciblant l'hôte et bloquant l'entrée représentent les approches thérapeutiques les plus prometteuses. Les virions du VHD contiennent un complexe ribonucléoprotéique (RNP) composé du génome ARN viral et des deux antigens du VHD. Dans le noyau cellulaire, la RNP recrute des protéines de l'hôte et sert de matrice pour la synthèse de l'ARN, un processus qui dépend fortement de l'ARN polymérase II (POL II). La transcription médiée par POL II nécessite de nombreux facteurs, notamment le facteur de transcription général TFIIH, qui s’avère également être un composant central de la voie de réparation de l'ADN par excision-resynthèse de nucléotides (NER). Il est à noter que d'autres facteurs NER, tels que le groupe de complémentation C du xeroderma pigmentosum (XPC), sont également intimement impliqués dans la transcription. Cependant, les liens fonctionnels existant entre la NER et la réplication du VHD sont pour l’heure largement méconnus.

Nos résultats préliminaires suggèrent l’existence de tels liens. Le partenaire 1, expert en pathogenèse de l'hépatite virale, a dressé le profil multiomique de l'infection par le VHD chez la souris et a découvert que les facteurs NER, y compris le XPC, sont dérégulés pendant l'infection et associés au complexe RNP du VHD. De plus, les études sur la perturbation du VHD suggèrent un rôle proviral de certains facteurs NER, dont XPC. En tant qu'expert de premier plan dans le domaine de la transcription POL II et de la réparation de l'ADN, le partenaire 2 a démontré que les facteurs NER tels que XPC participent directement à la transcription médiée par POL II, et ceci indépendamment de tout stress génotoxique. Ces résultats constituent la base de l'hypothèse centrale de ce projet commun intitulé NER-D: les facteurs NER pourraient contribuer à la réplication et à la transcription du VHD et façonner les réponses transcriptionnelles de l'hôte lors d'une infection par le VHB/VHD.

Le projet NER-D va adopter une approche interdisciplinaire, en combinant la virologie du HDV et la biologie de la régulation transcriptionnelle avec la réparation de l'ADN, la transcriptomique et les analyses ChIP. Il est organisé en quatre lots de travaux réalisés en synergie visant à définir les activités provirales des facteurs NER et leurs interactions avec le RNP du VHD, et de étudier comment les facteurs NER influencent la réparation de l'ADN et le transcriptome de l'hôte pendant l'infection.

Le projet NER-D permettra de révéler comment les facteurs NER régulent la transcription virale et les programmes transcriptomiques liés aux maladies hépatiques. De plus, NER-D repoussera les limites qui restreignent actuellement la compréhension de la régulation transcriptionnelle et de la réparation pendant la maladie hépatique. Ces connaissances établiront un nouveau paradigme dans les interactions hôte-virus à la jonction entre l'hépatite virale et les mécanismes de réparation de l'ADN. Les voies non canoniques en aval liées aux facteurs clés identifies pourraient in fine fournir des cibles exploitables pour de nouveaux concepts antiviraux ou pour une intervention thérapeutique visant à ralentir ou à prévenir les maladies hépatiques d'origine virale.

L'infection par le VHB provoque des hépatites aiguës et chroniques. Si l'hépatite B aiguë est résolutive dans la plupart des cas, l'hépatite B chronique est chronique et, chez 15 à 40 % des patients, elle entraîne une cirrhose, une décompensation hépatique ou un carcinome hépatocellulaire (CHC). L'infection chronique par le VHB touche actuellement plus de 300 millions de personnes et, malgré un vaccin efficace contre le virus, on recense environ 1,5 million de nouveaux cas d'infection chaque année. De plus, l'infection par le VHB est responsable de près de 900 000 décès chaque année, la plupart dus à la cirrhose ou au CHC, cinquième cancer le plus fréquent dans le monde. En conclusion, les maladies hépatiques liées au VHB continuent de représenter un problème majeur de santé publique dans le monde. Bien que les soins de référence réduisent la réplication virale et limitent partiellement la progression de la maladie, ils conduisent rarement à la guérison ; le traitement doit donc généralement être administré à vie. L'hépatite B chronique (HBC) se caractérise par la persistance de l'ADN viral dans les cellules infectées sous forme d'ADN circulaire fermé covalent (ADNccc), généré et maintenu par les protéines de l'hôte. Il est crucial de noter que l'ADNccc n'est pas ciblé par les médicaments approuvés. Ainsi, cibler les facteurs hôtes qui contribuent au cycle viral offre des opportunités pour le développement de stratégies thérapeutiques innovantes visant à guérir le VHB. Le foie est l'organe métabolique central des mammifères, et il est bien établi que sa fonction physiologique est régulée temporellement par l'horloge circadienne hépatique (CC). Plusieurs études sur des modèles (murins) de maladies hépatiques ont établi que la perturbation de l'horloge circadienne hépatique (CC) est un déterminant important du développement de la maladie hépatique chronique, de la fibrose et du carcinome hépatocellulaire (CHC). Parallèlement, le rôle fonctionnel d'une CC hépatique perturbée dans la maladie hépatique causée par une infection chronique par le VHB est inconnu. Nos récentes recherches ont montré que l'expression des gènes rythmiques du CC hépatique humain et de ses régulations est fortement perturbée par l'infection chronique par le VHC, ce qui favorise la fibrose virale et le risque de CHC. Il est important de noter que nous avons démontré que la perturbation du CC entraîne une augmentation persistante des signaux pro-inflammatoires et pro-fibrotiques, facteurs connus de maladies hépatiques chroniques et de CHC. L'ensemble de ces recherches suggère que la perturbation du CC hépatique induite par le VHB contribue probablement à la biologie de la maladie et au risque de cancer. Par ailleurs, la compréhension de la régulation circadienne des réponses immunitaires innées dans les hépatocytes, telles que les gènes stimulés par l'interféron, pourrait également avoir des implications thérapeutiques pour l'amélioration des approches et stratégies thérapeutiques actuelles en développement. Il s'agit notamment d'identifier de nouvelles cibles pour l'hôte ou d'améliorer les normes de soins par l'optimisation de l'administration circadienne (e.g., la chronothérapie) afin d'améliorer l'efficacité tout en réduisant la toxicité. En utilisant de multiples stratégies expérimentales et des approches bioinformatiques, cette étude permettra de comprendre l'impact des perturbations du CC hépatique induites par le VHB sur la biologie de la maladie et le risque de CHC chez les patients. De plus, la compréhension du lien mécanistique entre les régulations médiées par le CC opérant dans les hépatocytes pourrait contribuer à améliorer les approches thérapeutiques actuelles et les stratégies en cours de développement. Il s'agit notamment d'identifier de nouvelles cibles hôtes ou d'améliorer les normes de soins par l'optimisation de l'administration circadienne. Nous prévoyons que l'étude des mécanismes moléculaires des interactions VHB-CC permettra de découvrir de nouvelles cibles candidates et voies immunomodulatrices pour la guérison fonctionnelle du VHB – un besoin médical majeur non satisfait à l'échelle mondiale.

Objectifs
Ce projet vise à développer et valider une plateforme d’étude immunologique cutanée à partir d’explants de peau humaine, dans le contexte de l’infection par Treponema pallidum subsp. pallidum (TPA), agent de la syphilis. Les cellules immunitaires cutanées seront identifiées et isolées par cytométrie en flux, puis caractérisées par séquençage d’ARN à l’échelle unicellulaire (scRNA-seq). Cette approche permettra d’identifier de façon exhaustive les sous-populations impliquées et de définir les programmes transcriptionnels activés, en particulier au sein des cellules dendritiques (DC), acteurs clés de l’initiation de la réponse adaptative. À terme, cette plateforme constituera un outil innovant pour décrypter les mécanismes d’activation locale et tester des candidats vaccinaux capables d’induire une immunité cellulaire protectrice, en alternative aux modèles animaux lourds tels que le lapin.

Situation du sujet et problématique

La syphilis demeure un enjeu majeur de santé publique mondiale, avec environ 6 millions de nouveaux cas par an et une recrudescence marquée dans les pays industrialisés, notamment chez les hommes ayant des rapports sexuels avec des hommes et les personnes vivant avec le VIH. Malgré l’efficacité de la pénicilline G, l’incidence reste élevée et la syphilis congénitale constitue une cause évitable de morbi-mortalité fœtale. Les lésions précoces sont caractérisées par un infiltrat riche en macrophages, lymphocytes T CD4+ Th1 et DC, associé à une production de cytokines pro-inflammatoires. Toutefois, cette réponse ne prévient ni la dissémination systémique ni les réinfections, suggérant une activation incomplète ou inadaptée de l’immunité. Les mécanismes d’échappement immunitaire de TPA, incluant la variation antigénique et l’induction de voies immunorégulatrices, sont encore mal compris. En particulier, le rôle des DC cutanées dans la capture antigénique, leur maturation et leur capacité à initier une réponse T mémoire protectrice restent insuffisamment caractérisés. Or, la peau abrite un réseau immunitaire spécialisé (cellules de Langerhans et DC dermiques) dont l’activation conditionne la qualité de la réponse adaptative. Nous faisons l’hypothèse qu’une activation inadéquate des DC par TPA conduit à une réponse mémoire inefficace, favorisant la persistance bactérienne et les réinfections. Le développement d’un modèle ex vivo humain constitue une opportunité unique pour analyser ces événements précoces dans un contexte physiologique pertinent.

Méthodes
Des explants de peau humaine issus d’abdominoplasties seront stimulés pendant 24 h par deux souches de TPA (Nichols et SS14), cultivées en micro-anaérobiose sur cellules épithéliales Sfe1Ep. Les contrôles incluront LPS, peptidoglycane et Poly(I:C). Les cellules immunitaires migrantes seront récupérées puis analysées par cytométrie en flux. Le profil cytokinique sera déterminé par ELISA multiplex. Pour caractériser l’hétérogénéité cellulaire, les cellules immunes cutanées CD45+ seront triées et analysées par scRNA-seq (technologie 10x Genomics). Les gènes d’intérêt seront validés par qRT-PCR et cytométrie. Enfin, pour déterminer si les DC activées par TPA induisent une réponse adaptative efficace ou dysfonctionnelle une validation fonctionnelle sera réalisée par culture lymphocytaire mixte. La prolifération, le phénotype d’activation et la production de cytokines seront évalués.

Ce projet établira une plateforme translationnelle innovante pour comprendre l’immunité cutanée anti-TPA et identifier des cibles pertinentes pour le développement vaccinal.

Echéancier des travaux : Durée du projet 1 an.

Résultats attendus :

• Détermination du profil d’activation des DC par TPA (cDC1, cDC2, pDC, Langherans) et comparaison avec les stimuli contrôles (LPS, PGN, Poly(I:C).
• Caractérisation fine de l’ensemble des sous populations cellulaires activées lors du contact avec TPA.
• Mise en évidence de l’expression des gènes impliqués lors de la reconnaissance de TPA.